CN113372978A - 一种高温食品机械润滑脂组合物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种润滑脂组合物，尤其涉及一种高温食品机械润滑脂组合物及其制备方法与应用；所述润滑脂组合物的主成分包括基础油、稠化剂、添加剂，其中，所述添加剂包括抗磨剂、极压剂、抗氧剂、防锈剂。该润滑脂组合物具有优异的极压抗磨性、高低温性、机械安定性和防锈性，能够用于食品加工行业及其他具有食品安全性能要求的机械设备的润滑与防护，确保食品加工机械设备在运转过程中润滑脂不流失，满足食品加工机械设备的高温性要求，延长了食品加工机械设备的使用寿命；同时，该润滑脂组合物满足食品安全性能要求，保证其与食品接触后不会造成污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种润滑脂组合物，尤其涉及一种高温食品机械润滑脂组合物及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，随着人们生活水平的提高和全球一体化趋势的加强，人们对食品安全的关注度日益提高，食品安全性已经成为食品企业生存发展的关键因素。为了提高食品安全性，目前食品生产企业普遍采用HACCP(Hazard Analysis And Critical Control Point)管理体系和GMP(Good Manufacturing Practice Regulations)管理体系。在HACCP体系中，润滑剂的使用是危险控制点之一，为了消除润滑剂在HACCP体系中的潜在化学危害，食品生产企业必须在可能与食品接触的润滑部位使用通过NSF H1认证的食品级润滑剂。
目前，常用的食品机械润滑脂大多是以复合铝皂作为稠化剂，使用温度通常不超过180℃。然而，在某些食品加工机械部位，如烘焙设备、油炸设备、杀菌设备、食品加工传送带轴承等，使用温度往往超过180℃；这使得传统的复合铝皂润滑脂不能满足这些部位的润滑，长期使用会引起油脂流失，造成设备损坏；短期使用会增加换脂周期，引起设备停机检修，增加工作量和维护成本。此外，复合铝皂润滑脂通常采用异丙醇铝作为铝源，存在生产工时长的缺点，且产品的稳定性难以控制，质量参差不齐。同时，复合铝皂润滑脂在转化过程中，会排出异丙醇，直接排放会造成环境污染，回收也会增加生产成本。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种润滑脂组合物，该润滑脂组合物具有优异的极压抗磨性、高低温性、机械安定性和防锈性，能够用于食品加工行业及其他具有食品安全性能要求的机械设备的润滑与防护，确保食品加工机械设备在运转过程中润滑脂不流失，满足食品加工机械设备的高温性要求，延长了食品加工机械设备的使用寿命；同时，该润滑脂组合物满足食品安全性能要求，保证其与食品接触后不会造成污染。本发明的另一目的在于提供该润滑脂组合物的制备方法与应用。
具体地，本发明提供以下技术方案：
本发明提供一种润滑脂组合物(即高温食品机械润滑脂组合物)，主成分包括基础油、稠化剂、添加剂，其中，所述添加剂包括抗磨剂、极压剂、抗氧剂、防锈剂；
所述稠化剂为膨润土；所述基础油的100℃粘度为50～600mm2/s；
其中，以主成分的总质量为基准，所述稠化剂的用量为5～45％。
本发明意外发现，采用膨润土作为稠化剂，同时配伍特定的基础油和添加剂，所得的润滑脂组合物，具有优异的高温性能，同时具有优异的抗水性能和胶体安定性，有效提升了食品加工机械润滑脂的使用温度范围，并且能够满足食品级安全要求(属于偶然可接触食品级别)。
作为优选，按质量比计，基础油：稠化剂：添加剂＝45～90：5～45：5～25；当基础油、稠化剂和添加剂的质量配比在上述范围内时，润滑脂组合物的高温性、极压抗磨性、抗水性能更佳。
为了进一步提高润滑脂组合物的各方面性能，本发明针对添加剂的选择和用量进行了优化，具体如下：
作为优选，所述抗磨剂为聚四氟乙烯微粉；
作为优选，所述极压剂为碳酸钙；
作为优选，所述抗氧剂为叔丁基酚或其衍生物；
作为优选，所述防锈剂为烷基磺酸盐或咪唑啉。
进一步地，按质量比计，抗磨剂：极压剂：抗氧剂：防锈剂＝10～60：10～60：5～40：5～40。
作为优选，所述基础油为食品级矿物油和/或合成油；即所述基础油为食品级矿物油、合成油或两者的调和油。
作为优选，所述润滑脂组合物中，各组分均符合HX-1批准要求或FDA规范。
作为优选，所述润滑脂组合物还包括分散剂；所述分散剂为选自甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇、碳酸丙烯酯、水中的一种或几种的组合；
进一步地，以所述稠化剂的质量为基准，所述分散剂的用量为3～50％。
作为本发明的较佳技术方案，所述润滑脂组合物包括如下重量份的组分：
基础油 45～90份
稠化剂 5～45份
添加剂 5～25份；
其中，以所述添加剂的总质量为基准，其包括如下重量百分含量的组分：
优选地，还包括分散剂；以所述稠化剂的质量为基准，所述分散剂的用量为3～50％。
本发明提供的润滑脂组合物，选用食品级矿物油、合成油或两者的调和油作为基础油，膨润土作为稠化剂，并添加抗磨剂、极压剂、抗氧剂、防锈剂等添加剂；本发明的润滑脂组合物，具有如下突出的优点：①优异的高温性能，能够长期使用在250℃下不发生流失，短期能够用在300℃；②良好的抗水性能，能满足潮湿环境润滑使用而不流失；③机械安定性好，能够满足长时间运转而不会变软；④良好的极压抗磨性，能够满足不同部位不同载荷部位的润滑；⑤优良的防锈性，避免摩擦部位的锈蚀。此外，本发明所采用的原料均符合HX-1批准要求或FDA规范，满足食品安全性能要求。
本发明同时提供上述润滑脂组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将稠化剂加入到基础油中，混合加热至30～70℃，再加入分散剂反应40～120min；
(2)待步骤(1)的反应完毕后，升温至120～140℃继续反应40～60min；
(3)待步骤(2)的反应完毕后，将物料体系的温度降至120℃以下，加入添加剂，搅拌均匀并研磨。
本发明的润滑脂组合物的制备工艺简单，节约能耗，能够降低生产成本；并且，生产的产品批次间质量较为稳定。
本发明还提供上述润滑脂组合物在机械设备中的应用；优选在食品加工机械设备中的应用；更优选所述机械设备的工作温度超过180℃。
本发明提供的润滑脂组合物可用于食品加工行业及其他具有食品安全性能要求的机械设备的摩擦部位，尤其是高温部位的润滑与防护。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种高温食品机械润滑脂组合物，包括如下重量份的组分：
基础油(100℃粘度为300mm2/s) 80份
膨润土 15份
添加剂 5份；
其中，所述添加剂由如下重量百分含量的组分组成：
还包括分散剂；以所述膨润土的质量为基准，所述分散剂的用量为20％。
本实施例还提供上述高温食品机械润滑脂组合物的制备方法，包括如下步骤：
将75g膨润土加入到400g基础油中，混合加热至50℃，加入15g分散剂反应60min，再升温至120℃反应40min，反应结束后将物料体系的温度降至120℃以下，加入10g聚四氟乙烯微粉、10g碳酸钙、2.5g叔丁基酚或其衍生物、2.5g烷基磺酸盐或咪唑啉，搅拌均匀并研磨，即得。
实施例2
本实施例提供一种高温食品机械润滑脂组合物，包括如下重量份的组分：
基础油(100℃粘度为50mm2/s) 55份
膨润土 20份
添加剂 25份；
其中，所述添加剂由如下重量百分含量的组分组成：
还包括分散剂；以所述膨润土的质量为基准，所述分散剂的用量为3％。
本实施例还提供上述高温食品机械润滑脂组合物的制备方法，包括如下步骤：
将100g膨润土加入到275g基础油中，混合加热至45℃，加入3g分散剂反应40min，再升温至125℃反应60min，反应结束后将物料体系的温度降至120℃以下，加入60g聚四氟乙烯微粉、37.5g碳酸钙、10g叔丁基酚或其衍生物、17.5g烷基磺酸盐或咪唑啉，搅拌均匀并研磨，即得。
实施例3
本实施例提供一种高温食品机械润滑脂组合物，包括如下重量份的组分：
基础油(100℃粘度为350mm2/s) 84份
膨润土 6份
添加剂 10份；
其中，所述添加剂由如下重量百分含量的组分组成：
还包括分散剂；以所述膨润土的质量为基准，所述分散剂的用量为50％。
本实施例还提供上述高温食品机械润滑脂组合物的制备方法，包括如下步骤：
将30g膨润土加入到420g基础油中，混合加热至70℃，加入15g分散剂反应110min，再升温至140℃反应55min，反应结束后将物料体系的温度降至120℃以下，加入12.5g聚四氟乙烯微粉、25g碳酸钙、10g叔丁基酚或其衍生物、2.5g烷基磺酸盐或咪唑啉，搅拌均匀并研磨，即得。
实施例4
本实施例提供一种高温食品机械润滑脂组合物，包括如下重量份的组分：
基础油(100℃粘度为420mm2/s) 65份
膨润土 20份
添加剂 15份；
其中，所述添加剂由如下重量百分含量的组分组成：
还包括分散剂；以所述膨润土的质量为基准，所述分散剂的用量为10％。
本实施例还提供上述高温食品机械润滑脂组合物的制备方法，包括如下步骤：
将100g膨润土加入到325g基础油中，混合加热至30℃，加入10g分散剂反应55min，再升温至130℃反应45min，反应结束后将物料体系的温度降至120℃以下，加入26.25g聚四氟乙烯微粉、18.75g碳酸钙、11.25g叔丁基酚或其衍生物、18.75g烷基磺酸盐或咪唑啉，搅拌均匀并研磨，即得。
实施例5
本实施例提供一种高温食品机械润滑脂组合物，包括如下重量份的组分：
基础油(100℃粘度为600mm2/s) 50份
膨润土 30份
添加剂 20份；
其中，所述添加剂由如下重量百分含量的组分组成：
还包括分散剂；以所述膨润土的质量为基准，所述分散剂的用量为27％。
本实施例还提供上述高温食品机械润滑脂组合物的制备方法，包括如下步骤：
将150g膨润土加入到250g基础油中，混合加热至42℃，加入40.5g分散剂反应80min，再升温至128℃反应50min，反应结束后将物料体系的温度降至120℃以下，加入25g聚四氟乙烯微粉、50g碳酸钙、20g叔丁基酚或其衍生物、5g烷基磺酸盐或咪唑啉，搅拌均匀并研磨，即得。
实施例6
本实施例提供一种高温食品机械润滑脂组合物，包括如下重量份的组分：
基础油(100℃粘度为120mm2/s) 70份
膨润土 15份
添加剂 15份；
其中，所述添加剂由如下重量百分含量的组分组成：
还包括分散剂；以所述膨润土的质量为基准，所述分散剂的用量为40％。
本实施例还提供上述高温食品机械润滑脂组合物的制备方法，包括如下步骤：
将75g膨润土加入到350g基础油中，混合加热至65℃，加入30g分散剂反应100min，再升温至130℃反应45min，反应结束后将物料体系的温度降至120℃以下，加入22.5g聚四氟乙烯微粉、7.5g碳酸钙、30g叔丁基酚或其衍生物、15g烷基磺酸盐或咪唑啉，搅拌均匀并研磨，即得。
实施例7
本实施例提供一种高温食品机械润滑脂组合物，包括如下重量份的组分：
基础油(100℃粘度为280mm2/s) 45份
膨润土 40份
添加剂 15份；
其中，所述添加剂由如下重量百分含量的组分组成：
还包括分散剂；以所述膨润土的质量为基准，所述分散剂的用量为20％。
本实施例还提供上述高温食品机械润滑脂组合物的制备方法，包括如下步骤：
将200g膨润土加入到225g基础油中，混合加热至40℃，加入40g分散剂反应105min，再升温至120℃反应60min，反应结束后将物料体系的温度降至120℃以下，加入22.5g聚四氟乙烯微粉、22.5g碳酸钙、11.25g叔丁基酚或其衍生物、18.75g烷基磺酸盐或咪唑啉，搅拌均匀并研磨，即得。
实施例8
本实施例提供一种高温食品机械润滑脂组合物，包括如下重量份的组分：
基础油(100℃粘度为510mm2/s) 90份
膨润土 5份
添加剂 5份；
其中，所述添加剂由如下重量百分含量的组分组成：
还包括分散剂；以所述膨润土的质量为基准，所述分散剂的用量为15％。
本实施例还提供上述高温食品机械润滑脂组合物的制备方法，包括如下步骤：
将25g膨润土加入到450g基础油中，混合加热至70℃，加入3.75g分散剂反应90min，再升温至135℃反应40min，反应结束后将物料体系的温度降至120℃以下，加入7.5g聚四氟乙烯微粉、5g碳酸钙、7.5g叔丁基酚或其衍生物、5g烷基磺酸盐或咪唑啉，搅拌均匀并研磨，即得。
试验例1
本试验例针对实施例1～8的高温食品机械润滑脂组合物以及市售产品的性能进行测试，测试结果如表1所示；
表1实施例1～8的高温食品机械润滑脂组合物以及市售产品的性能测试
由表1可知：①实施例1～8的高温食品机械润滑脂组合物的高温性能优异，这与本发明的润滑脂具有优异的高温性能具有一致性，能满足食品加工机械的高温部位，在运转中不流失，确保润滑性能；②实施例1～8的高温食品机械润滑脂组合物的机械安定性良好，这与本发明的润滑脂具有良好的机械安定性具有一致性，能够延长食品机械的换脂周期；③实施例1～8的高温食品机械润滑脂组合物的极压抗磨性能良好，能适应轴承高负荷的工作环境，对轴承进行有效防护，减少轴承磨损，延长轴承寿命；④实施例1～8的高温食品机械润滑脂组合物的腐蚀及防锈性能均合格，明显优于现有润滑脂(即市售产品)，在应用过程中保护食品加工机械不被锈蚀；⑤实施例1～8的高温食品机械润滑脂组合物的抗水性能性良好，能够确保食品加工机械在多水潮湿的环境下运转正常。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种润滑脂组合物，主成分包括基础油、稠化剂、添加剂，其特征在于，所述添加剂包括抗磨剂、极压剂、抗氧剂、防锈剂；
所述稠化剂为膨润土；所述基础油的100℃粘度为50～600mm2/s；
其中，以主成分的总质量为基准，所述稠化剂的用量为5～45％。
2.根据权利要求1所述的润滑脂组合物，其特征在于，按质量比计，基础油：稠化剂：添加剂＝45～90：5～45：5～25。
3.根据权利要求1或2所述的润滑脂组合物，其特征在于，所述抗磨剂为聚四氟乙烯微粉；
和/或，所述极压剂为碳酸钙；
和/或，所述抗氧剂为叔丁基酚或其衍生物；
和/或，所述防锈剂为烷基磺酸盐或咪唑啉。
4.根据权利要求1～3任一项所述的润滑脂组合物，其特征在于，按质量比计，抗磨剂：极压剂：抗氧剂：防锈剂＝10～60：10～60：5～40：5～40。
5.根据权利要求1～4任一项所述的润滑脂组合物，其特征在于，所述基础油为食品级矿物油和/或合成油。
6.根据权利要求1～5任一项所述的润滑脂组合物，其特征在于，各组分均符合HX-1批准要求或FDA规范。
7.根据权利要求1～6任一项所述的润滑脂组合物，其特征在于，还包括分散剂；所述分散剂为选自甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇、碳酸丙烯酯、水中的一种或几种的组合；
优选地，以所述稠化剂的质量为基准，所述分散剂的用量为3～50％。
8.根据权利要求1～7任一项所述的润滑脂组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：
基础油 45～90份
稠化剂 5～45份
添加剂 5～25份；
其中，以所述添加剂的总质量为基准，其包括如下重量百分含量的组分：
优选地，还包括分散剂；以所述稠化剂的质量为基准，所述分散剂的用量为3～50％。
9.权利要求1～8任一项所述的润滑脂组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将稠化剂加入到基础油中，混合加热至30～70℃，再加入分散剂反应40～120min；
(2)待步骤(1)的反应完毕后，升温至120～140℃继续反应40～60min；
(3)待步骤(2)的反应完毕后，将物料体系的温度降至120℃以下，加入添加剂，搅拌均匀并研磨。
10.权利要求1～8任一项所述的润滑脂组合物在机械设备中的应用；优选在食品加工机械设备中的应用；更优选所述机械设备的工作温度超过180℃。
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|---|---|---|---|
| CN202110592091.2A CN113372978A (zh) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 一种高温食品机械润滑脂组合物及其制备方法与应用 |
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2021
- 2021-05-28 CN CN202110592091.2A patent/CN113372978A/zh active Pending
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